Режима эксплуатации и парафин

 

Влияние режима эксплуатации систем сбора и обработки углеводородного сырья на отложение парафинов.

 

На интенсивность отложения парафинов в системе сбора и обработки влияет ряд факторов, основными из которых являются состав сырья (включая концентрации в нем тяжелых парафиновых углеводородов) и изменение давления и температуры в системе добычи и обработки. Кроме указанных параметров, на этот процесс оказывает влияние и ряд других факторов, из которых можно указать следующие:

  1. скорость течения жидкости;
  2. режим течения потока (ламинарный или турбулентный);
  3. присутствие инородного материала - частиц соли, воды;
  4. состояние поверхности контакта сырья с коммуникациями и оборудованием (наличие в системе посторонних элементов, шероховатость);
  5. вязкость нефти и переход нефти из дисперсионной среды в дисперсную.

Оборудование установок обработки сырья отличается различными конструктивными особенностями, которые также в той или иной степени оказывают влияние на выпадение парафинов из смеси углеводородов в твёрдый осадок.

Влияние температуры Известно, что растворяющая способность нефти по отношению к парафинам снижается с понижением температуры и дегазацией нефти. При этом преобладает температурный фактор.

Опыт разработки нефтяных месторождений показывает, что парафиновые отложения встречаются на забое скважин, в лифтовых трубах и в поверхностном оборудовании. Отложение парафинов начинается в точке системы, где температура ниже температуры помутнения нефти, и продолжается до тех пор, пока будет снижаться растворимость нефти по отношению к парафинам.

На рис. показано влияние температуры на количество растворяемого парафина в нефтяных жидкостях различной плотности. Согласно этим данным, при одинаковой температуре растворимость парафина в лёгкой нефтяной жидкости газолине (р=0,8299) больше, чем в нефти, имеющей большую плотность (р=0,8816)

Температура, °С

Рис.  Влияние температуры на растворимость парафина

Растворимость парафина в газолине с Р =0,7351 (1), в нефти: р=0,8299(2),

Р =0,8816(3)

Влияние плотности растворителя на растворимость парафина более наглядно проиллюстрировано на рис., где показана растворимость парафинов с различными температурами плавления в нефтях плотностью 0,8132 и 0,8299. Согласно кривым этого рисунка, чем меньше плотность нефти, тем больше растворимость парафина в ней.

 

 



Температура, °С

 

Рис.. Растворимость парафинов в нефтях различной плотности:

—— нефть плотностью 0,8132; ------нефть плотностью 0,8299.

Парафины с температурой плавления, °С: 1 -52,25; 2-67,2; 3-73,8; 4-80,2.

С повышением температуры плавления парафиновых фракций для растворения одних и тех же их количеств необходимо увеличение температуры.

Влияние газонасыщенности. В процессе добычи и обработки нефти и газовых конденсатов происходит практически беспрерывная их дегазация. При этом с газами выделяются также легкие жидкие фракции, содержащие, к примеру, пентан и гексан. Выделение газообразных и лёгких фракций нефтей и конденсатов приводит к повышению их вязкости и снижает их растворяющую способность по отношению к парафинам. Это ясно и из того, что парафины лучше растворяются в лёгких углеводородных фракциях, чем в тяжёлых. Кроме того, потеря лёгких фракций нефти приводит к уменьшению её объёма и, следовательно, к повышению концентрации парафинов в нефти. При определенных значениях выделенной массы лёгких фракций остаточная фракция нефти становится перенасыщен ной, что также способствует выпадению парафинов в твердую фазу. Отсюда следует, что при подаче нефтей и газовых конденсатов на установки обработки необходимо стремиться к тому, чтобы их как можно меньше дегазировать до подачи на обработку.

Результаты экспериментального определения зависимости температуры начала кристаллизации парафина (Тнк) от давления при различной газонасыщенности нефти Мухановского месторождения приведены на рис.4. Прямая а3b3 отражает изменение температуры начала кристаллизации парафина для пластовой (неразгазированной) нефти при изменении давления от первоначального давления насыщения и выше. Прямая аb показывает изменение Тнк от давления для полностью разгазированной нефти (К=0). Промежуточные прямые (аb1 и а2b2) также отражают изменение Тнк от давления при различных промежуточных значениях газонасыщенности исследуемых нефтей.

Как видно из рис.4, зависимость Тнк от давления носит практически линейный характер

(при значениях Р > Рнк).


На основании параллельности линий зависимости Тнк = f(р) сделан вывод о том, что влияние давления на температуру начала кристаллизации практически не зависит от газонасыщенности данного образца нефти (при условии Р > Pнк). При изменении давления нефти на каждые 10 МПа Тнк для нефти Мухановского месторождения повышается на 7,6 °С.


Кривая аа1а2аз показывает зависимость температуры начала кристаллизации парафина от давления насыщения нефти. Согласно этой кривой, при снижении давления ниже первоначального давления насыщения начинается рост значения Тнк. Причём, интенсивность роста значения Тнк с уменыпением давления непрерывно возрастает. Это объясняется тем, что влияние давления на Тнк в этом интервале перекрывается более сильным и противоположно действующим фактором газонасыщенности нефти. На повышение роста значения Тнк при снижении давления ниже первоначального давления насыщения большое влияние оказывает объём выделенного газа. Одинаковое по величине снижение давления в начальной и конечной стадиях дифференциального разгазирования пластовой нефти вызывает различные по объёму и составу газовыделения и, следовательно, различное значение изменения Тнк..


Для нефти Мухановского месторождения в интервале от атмосферного до первоначального давления насыщения (4,8 МПа) изменение Т на 1 °С происходит при изменении давления 0,02-0,07 МПа. Минимальное значение Тнк имеет место при давлении, равном первоначальному давлению насыщения .

С использованием данных рис.4 построены кривые рис.5, где показаны зависимости Тнк от газонасыщенности нефти. Согласно кривым рис.5, влияние газосодержания на Тнк увеличивается по мере дегазации нефти, особенно в конечной стадии её разгазирования.

Большой интерес представляют результаты работы, где приведено уравнение для расчета температуры кристаллизации парафина в зависимости от      газонасыщенности      нефти      применительно      к      Ромашкинскому месторождению. Уравнение имеет вид:

Тк=t(0)+аР-bГ                                                                                                                 (1)
где Тк - температура кристаллизации парафина, °С;
t(0) температура начала кристаллизации при атмосферном давлении, °С;
а,
b - коэффициенты, характеризующие состав системы;
Г- газонасыщенность жидкости, м33.


Рис..  Зависимость Тнк парафина от газонасыщенности нефти:   1   - при пластовом давлении; 2 - при давлении насыщения.


Экспериментальные  и  расчётные  данные  по  определению  температуры кристаллизации

Для пользования формулой (1) необходимо экспериментально определить значение коэффициентов а и b для каждой смеси отдельно.


Результаты, вытекающие из описанного положения, на практике могут реализоваться следующим образом. При транспортировке конденсата, выделяемого из газа в устьевых сепараторах (или в сепараторах предварительной обработки нефти или газоконденсатной смеси), необходимо на протяжении всей трассы сохранить как можно большую их газонасыщенность. Одним из способов достижения этой цели может стать включение в схему объекта насоса. При этом на выкиде из насоса значение давления рекомендуется поддерживать таким образом, чтобы по всей длине продуктопровода не происходила дегазация жидкости.

Ищи здесь, есть все, ну или почти все

Архив блога